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第十六章 量子物理基础;§16-6 不确定关系;*§16-11 激光;一、热辐射; 绝对黑体;绝对黑体的单色辐射出射度与 l 的关系曲线;1900年，普朗克提出了能量量子化假设，把;普朗克量子假设与经典理论不相容，是一个革;一、光电效应的实验规律;红限频率; 光的电磁波说不能解释光电效应实验规律;二、爱因斯坦的光子假设; 爱因斯坦光电效应方程;并说明了光具有粒子性; 例题16-1 逸出功为2.21eV的钾被波长为250nm、; 光子的能量和动量与频率和波长之间的关系;三、光电效应的应用;X-射线管; 1. 在散射角相同的情况下; 康普顿效应的解释;1. 光子与原子中外层电子的碰撞;与实验非常吻合！;2. 光子与原子中内层电子的碰撞;康普顿效应的重要意义：;汤姆孙测定电子荷质比的阴极射线管;1911年卢瑟福提出的原子的核模型;a 粒子散射实验结果;二、原子光谱的规律性;1885年瑞士中学教师巴尔末;后来发现氢原子的所有光谱线的波长可表示为;3. 帕邢系;一、玻尔的氢原子理论;电子绕核作圆周运动，其角动量为 ;1. 氢原子中电子的圆轨道半径;两式消去 并以 rn 代替 r ，得;氢原子的能量为; 激发态 其余的定态称为激发态;氢原子的能级图;5. 玻尔的氢原子理论对氢原子光谱的解释;三、玻尔理论的发展及其缺陷; 玻尔和索末菲的理论存在严重缺陷和困难;一、德布罗意波假设; 德布罗意波 与自由粒子相联系的波;二、德布罗意假设的实验验证;当 U = 54V 时，;2. 汤姆孙电子衍射实验（1927年）;后来又观察到中子的衍射现象;三、德布罗意用驻波观点说明角动量量子化;一、 一维坐标和动量的不确定关系;海森伯不确定关系;推广至三维空间，有海森伯不确定关系; 电子双缝干涉实验; 例题16-2 玻尔的氢原子第一轨道半径r1为 0.53×10-10 m，电子可以在r1的范围内运动，即电子位置的不确定量为r1 ，求电子速度的不确定量 。; 例题 16-3 质量为 1 g 的物体，当测量其重心位置时，不确定量不超过 1.0×10-6 m，求速度的不确定量。;自由粒子的德布罗意波是平面波，有;因此能量为E、动量为p、沿 x 轴正向运动的;二、薛定谔方程;推广至三维情况得;在空间体积元dV中找到粒子的概率;表示在空间各处找到自由粒子的概率相??; 电子双缝干涉实验;Ep(x)=;令 ，方程化为;由 ，得 ，应有;在势阱内坐标 x 处找到粒子的概率为;在宽度为 a = 10-10 m 的势阱中;头几个能级 ;二、一维势垒　隧道效应 ;在势垒内，0≤x≤a，令;电子隧道显微镜 ;§16-9 氢原子 电子自旋;量子数 n、 l 和ml的量子态能量为 ;例如当 l = 2时，ml有5个可能值，即;磁场;自旋角动量数值为;§16-10 多电子原子 原子的电子壳层结构;二、泡利不相容原理;根据泡利不相容原理，可以算出每一壳层最多;三、能量最小原理;*§16-11 激光; 在没有外界影响的条件下，处于高能级E2上的;处于高能级E2上的原子以一定的概率向低能级E1跃; t 时刻处于低能级E1上的原子数为N1，则dt 时间内受激吸收由低能级E1到高能级E2上的原子数为 ; 当系统处于热平衡状态时，处于能级E1和E2上;介质中粒子数反转（N2N1）是光放大的必要条件 ;2. 光学谐振腔;四、激光器;五、激光的特性及应用; 激光的优良特性使它已获得日益广泛的应用;一、晶体的能带;自由原子中电子的能级越高，对应的能带越宽;二、电子填充能带的情况;三、金属导体、绝缘体和半导体; 2. 绝缘体 完全填满的能带上面都是空带; 3. 本征半导体 不含杂质的纯净半导体;四、本征半导体和杂质半导体的导电机制;电子因热激发由施主能级跃迁到导带中可形成电子; 2. p 型半导体 杂质原子在紧靠价带边沿形成附;五、pn 结;在 pn 结中由 p 区到 n 区的净余总电流